[发明专利]一种用于制备抛光垫的模具系统及其使用方法

说明书

本发明提供一种用于制备抛光垫的模具系统及其使用方法，包括用于容置反应物料的模具，所述模具包括基底和中空柱体结构的外壁，所述基底和外壁之间、且位于所述基底上方的空间构成用于容置所述反应物料的模腔；所述基底上设有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于实时监测所述基底上端面的温度；所述外壁上设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于实时监测所述外壁内端面的温度；所述第一温度传感器与所述第二温度传感器均与第一数字控制系统相连，所述第一数字控制系统根据所述基底上端面的温度和所述外壁内端面的温度实时调控对所述模具的加热状态。本发明的用于制备抛光垫的模具系统，结构简单，控温更准确、效率更高。

技术领域

本发明涉及化学机械平面化处理的抛光技术领域，更具体地，涉及一种用于制备抛光垫的模具系统及其使用方法。

背景技术

在集成电路和其他电子设备制造中，需要将沉积在半导体晶片表面的多层导电材料、半导体材料和介电材料去除。化学机械平面抛光或化学机械抛光(CMP)是目前用于工件表面抛光最常用的技术。CMP是将化学侵蚀和机械去除结合的技术，也是对半导体晶片之类平面化最常用的技术。目前，常规的CMP过程中，安装在设备的支架组件上，同时设置抛光过程中与抛光垫接触的位置。晶片在抛光过程中被施加了可控压力，压向抛光垫，通过外驱力使抛光垫相对于晶片转动。转动过程中有持续性滴入的抛光液，从而通过抛光垫表面的机械作用以及抛光液的化学作用，对晶片表面进行平坦化。

美国专利US5578362R提供了一种已知技术的抛光垫，该抛光垫包含有许多分散的微球体的聚合物基质。所述的微球体通常混入一种液体聚合物基质，然后与另外的固化原料混合，最后移入模具中固化，然后将模制的物件切割成抛光垫。可惜的是，用这种方法形成的抛光垫可能有缺陷性条纹，密度分布不均和良率低的问题。

缺陷性条纹是聚合物基质中微球体的堆积密度差异或者物料混合不均造成的。这些条纹是不希望有的，这样不同微球堆积密度或者反应不均一的区域会导致抛光垫外观不达标准，更严重的是可能导致抛光过程中抛光性能的不均一。密度分布不均是由于浇注和凝胶过程中体系(浇注体)整体热量分布不均，导致微球膨胀程度不一致，从而引起整个体系上层至下层，中间至外围的密度分布不均。这样非可控性热膨胀一方面会导致工艺流程控制上重复性差，会使整个体系的密度合格率降低，另外，同一平面的不同密度分布可能会影响抛光过程中结果的稳定性。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种用于制备抛光垫的模具系统及其使用方法，以解决制备抛光垫的过程中，凝胶温度难以准确控制而影响抛光垫质量的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于制备抛光垫的模具系统，包括包括用于容置反应物料的模具，所述模具包括中空的基底和中空结构的外壁，所述外壁位于所述基底上侧、且与所述基底的上端面接触，所述基底上设有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于实时监测所述基底上端面的温度；

所述外壁上设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于实时监测所述外壁内端面的温度；

所述基底和外壁之间、且位于所述基底上方的空间构成用于容置所述反应物料的模腔；

所述基底内设有内部流通有第一导热介质的第一管道，所述外壁内设有内部流通有第二导热介质的第二管道，所述第一导热介质由第一温度调节装置调节温度，所述第二导热介质由第二温度调节装置调节温度；

所述第一温度调节装置与第一数字控制系统相连，所述第二温度调节装置与第二数字控制系统相连，所述第一数字控制系统用于基于所述基底上端面的温度调整所述第一导热介质的温度，所述第二数字控制系统用于基于所述外壁内端面的温度调整所述第二导热介质的温度。

进一步地，所述基底上设置多个所述第一温度传感器，多个所述第一温度传感器围绕所述基底的中心均匀分布。